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技术介绍

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热声效应实质上是热能和机械能通过声波(或称为“压力波”)进行的能量转换过程。当气体被热能加热而温度上升时,受热气体体积膨胀,膨胀过程也同时被推入温度较低的区域而又会失热收缩。与此同时的另一方面,膨胀气体产生压力 波(即声波)以声速向外传播,在一些机械结构(如管或腔)中产生声波反射,反射回波将前述受冷失热的气体再次推回到 加热区域,进而再次膨胀,以此循环往复形成一个热-声自激过程。此过程就是“正热声效应”,即热产生声的过程。利用这一效应可以制造出将热能转换为以声波(压力波)形式的机械能的装置。这样的装置被称为“热声发动机”,是一种新型 的热机。

 

 

“逆热声效应”则相反,在一些特定的机械结构中,由其他装置产生的声波会产生“泵热”现象。因为声波的纵波特 性,气体在不同空间位置因相位的不同而压缩或膨胀,结合机械结构的声学谐振特性,不同区域形成不对秤的膨胀与压缩,也就导致温场分布发生变化,形成泵热效应。利用逆热声效应,通过合理的声学设计,由压力波发生器、回热器和调相机构可以构造出制冷机或热泵。

热声效应实质上是热能和机械能通过声波(或称为“压力波”)进行的能量转换过程。当气体被热能加热而温度上升时,受热气体体积膨胀,膨胀过程也同时被推入温度较低的区域而又会失热收缩。与此同时的另一方面,膨胀气体产生压力 波(即声波)以声速向外传播,在一些机械结构(如管或腔)中产生声波反射,反射回波将前述受冷失热的气体再次推回到 加热区域,进而再次膨胀,以此循环往复形成一个热-声自激过程。此过程就是“正热声效应”,即热产生声的过程。利用这一效应可以制造出将热能转换为以声波(压力波)形式的机械能的装置。这样的装置被称为“热声发动机”,是一种新型 的热机。

 

 

“逆热声效应”则相反,在一些特定的机械结构中,由其他装置产生的声波会产生“泵热”现象。因为声波的纵波特 性,气体在不同空间位置因相位的不同而压缩或膨胀,结合机械结构的声学谐振特性,不同区域形成不对秤的膨胀与压缩,也就导致温场分布发生变化,形成泵热效应。利用逆热声效应,通过合理的声学设计,由压力波发生器、回热器和调相机构可以构造出制冷机或热泵。

热声效应实质上是热能和机械能通过声波(或称为“压力波”)进行的能量转换过程。当气体被热能加热而温度上升时,受热气体体积膨胀,膨胀过程也同时被推入温度较低的区域而又会失热收缩。与此同时的另一方面,膨胀气体产生压力 波(即声波)以声速向外传播,在一些机械结构(如管或腔)中产生声波反射,反射回波将前述受冷失热的气体再次推回到 加热区域,进而再次膨胀,以此循环往复形成一个热-声自激过程。此过程就是“正热声效应”,即热产生声的过程。利用这一效应可以制造出将热能转换为以声波(压力波)形式的机械能的装置。这样的装置被称为“热声发动机”,是一种新型 的热机。

 

 

“逆热声效应”则相反,在一些特定的机械结构中,由其他装置产生的声波会产生“泵热”现象。因为声波的纵波特 性,气体在不同空间位置因相位的不同而压缩或膨胀,结合机械结构的声学谐振特性,不同区域形成不对秤的膨胀与压缩,也就导致温场分布发生变化,形成泵热效应。利用逆热声效应,通过合理的声学设计,由压力波发生器、回热器和调相机构可以构造出制冷机或热泵。

专利证书

专利证书

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技术文章

技术文章

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R&D

Technology Introduction

Thermoacoustic Effect allows conversions between mechanical energy and thermal energy by using sound waves (aka "pressure waves") as medium. The process starts with the gas being heated in the "hot region", a treatment that inflates gas volume. The inflation then results in the gas being pushed into the region of lower temperature, the “cool region,” and this relocation shrinks gas volume as previously acquired heat is losing. Simultaneously, inflated gas creates sound waves that spread outwards at the speed of sound, causing wave reflections in certain mechanic structures such as tubes and chambers. Consequently, gas that was losing heat during the preceding mechanism returns to the hot region, where the gas is re-inflated. This process of gas inflation and re-inflation altogether forms a cyclical heat-sound self-excitation, thus the name of "thermo (heat) acoustics (sound)".

 

 

Thermoacoustic applications can be done both in forward ("positive") processes or backward("negative") processes. During forward processes, thermal mechanisms lead to the creations of sound waves, which could be transformed into mechanical energy. Thermoacoustic engine, a new form of heat engine, works based on such forward processes. The backward processes work in exactly the opposite way. In certain mechanic structures, sound waves produced by other equipment lead to the "pump-heating" phenomena. The pump-heating effect allows manipulation of temperature by acoustic impacts on gas volume. Through fine acoustic designs, backward thermoacoustic processes can be used to produce cryocoolers and heat pumps.

Patent Certificate

Technical Articles